产业生态学-第07章

1、第七章生态产品与生态产业7.1生态产品与生态材料生态产品(Eco-products)生态产品又叫做绿色产品(green products或green goods),大体上可分为如下几类：(1) 利用回收资源或废旧产品制作的产品，如用再生纸制作 的复印纸，用回收塑料提炼的汽油等。(2) 制造和使用时环境负荷小的产品，这里所谓的环境负荷 小是一个相对概念，即与同类产品相比环境负荷明显得到 改善的产品。如能量消耗降低若干个百分点和家电产品、 提高燃油效率的发动机、由天燃汽代替汽油作为燃料的汽 车等，又被称为环保型产品，因为这些产品比起传统的产 品节省了能源，减少了污染。此外，如不施化肥和农药种 植谷

2、物或蔬菜、太阳能相机等。(3) 易于回收和再利用的产品，如一次性相 机、以塑料为主材的汽车等。废弃时环境负荷小的产品，如可生物分 解的包装袋，由纸代替塑料且用后燃烧的 不干胶标签等。生态产品也是相对的概念严格地讲，所谓生态产品，应是在整个生命周期内对资源 消耗最小且不造成任何环境污染的产品。但是，就目前的 生产技术水平，一般产品很难完全达到上述要求，所以， 如上所述，生态产品也是一个相对的概念。从技术的角度 讲，只要是在资源消耗和环境污染方面有明显改善的产品 就可以称为生态或环保型产品。从法规的角度讲，只要是 通过有关国家绿色认证的产品，即可以生态产品的名义或 贴上生态标签(Eco-label

3、)进入市场。生态材料(Eco- materials)生态材料在中文的翻译中又叫环境材料，大体上可分为下 述几种类型(1) 用于减少或消除环境负荷的材料，如净化汽车尾气的介 质材料，生物分解性塑料等可直接解决目前存在的环境影 响的材料。(2) 用于降低或消除环境中有害物质等污染物的材料，如可 分解氮氧化物的建筑材料一路砖、可吸收稀有金属的微生 物物质、可净化水的金属紫菜碱高分子络合物等。(3) 具有长期环境保护效果的材料，如太阳能电池中使用非 晶硅材料、温差发电兀件用材料、长寿命建材等。什么样的材料才是生态材料?生态材料被认为是其米掘和使用产生的环境影响 较小、资源破坏最少以及使用受法规限制最少

4、的 材料。生态材料的特I俺失量供应; 有回收途径可已利用； 在釆掘、加工和制造中能耗少； 对环境有很少或无影响； 目前不存在或所能估计到的法规限制； 材料可用很长时间；可再生和可回收利用的。生态材料分为A、B、C、D四个等级对表中 的7个方面的特性进行评价。生恋材料特酬序基准表材料生态等级林料将性ABCD-殖特粗删时间）/年冈收成分含債/% 驟制（械能）/（MJ/kg） 賊瓣躺硏风鱗帽删可斛帶性/%>100100<50i<25r环境无害的 无斛限制10050-100>5050 9925-50怦可能受法律限制 在环境巾般降解 >5025 50<50'&

5、#39;100-2005卜75桶在法律限制' 在弭境中中躺解<50<250>200>75目前处于鮮限制 在开斛快邮解0从概念上讲，生态材料应是具有先进性、环境适 应性以及适用性的材料。先进性是指该种材料具有优异的使用性能； 环境适应性是指材料具有在生产、使用以及回收 的整个生命周期内资源和能源消耗少环境污染小 的特性；适用性是指该种材料易于被人们接受并使用。 当然，从产业生态学的角度看，环境适应性是最 重要的，但是从广义上讲，适用性也是环境适应 性的一个方面。目前生态材料的研究主要集中在生物分解高分 子材料、仿生物磷灰石为代表的钙陶瓷材 料、改性的木材或复合材料

6、以及仿生工程 等方面，已取得了不少实用性的成果。7.2产品生态标签生态标签及其认证对生态产品标以生态标志（Eco-mark）或生态标 签是促进产业生态学转变的有效手段之一。 八十年代后期以来，主要工业国家相继建立了生 态标签（或环境标签）认证制度，即由有关机构 从同类商品中认定环境适应性产品（即生态产 品）并贴上生态标签，以区别于其它产品，这 样，促使消费者在购买商品时了解商品的环境影 响特性，优先购买环境适应性产品，有助于环境 负荷的降低和有关产业的发展。生态产品的认证是在产品PLCA的基础上进 行的，目前尚无统一的认证基准。各国的 基准不同，就可能产生环境与贸易的矛 盾。国际标准化组织正在

7、讨论生态标签的 规格化问题。从已发表的意见看，生态标签可分为如下 三种形式：(1) 认证标签(seal of approval)根据若干认证基准，对产品整个生命周期 进行的评价和认证。认证是由非生产者和 消费者的第三者即认证机构进行。这种认 证的指导原则、认证基准设定程序、认证 过程等都是按规定进行的。(2) 自荐标签不通过第三者而由企业根据内部制定的基 准进行认证后，在技术资料、广告宣传中 使用的标志，如“本产品是100%的再生纸制 品”、“本食品中不含任何防腐剂”等具体说 明，不允许用“本产品是绿色产品”、“本产 品是环境适应型产品”等笼统、抽象的语、H o(3) 定量的环境信息表达标签这

8、种形式的标签是指在产品生命周期中若 干项环境影响数据(环境负荷量)的定量 提示用标志，如“本品含纯棉X%”。各国的生态标签目前，世界各国相继发布了作为认证标签 的生态标签，如图34所示的a)-h)8个图 案O这此认证标签一般是对某种已进行过 PLCA且满足某些特定的认证基准的产品发 放的。a）d）e）h）、BlaueEngel （德国）Ecomark（本）E nergy Star （美国）Green seal （美国）White Swan （北欧）StichtingMilieukeur （荷兰）Gree n label（新加坡）E colabel（欧共体）Environmental Choic

9、e （加拿大）囲”事中国环境标志图形及说明标志函义，中国环境标志图形由青山、绿水、太阳及十个环组成.环 境标志RJ形的中心结构表示人类赖以生存的环境'外啣的十个 环紧密结合，环歼紧抑，表示公众参与，共同保护环境；同时 十个环的“环”字与环境的“环”同字.其寓意为“全民联合 區来，共同保护人类赖以生存的歼境。”态标签在我国叫环境 标志。图35是中国环 境标志图形。我国于 1994年成立了中国环境 标志产品认证委员会 （以下简称认证委员 会）（CCFLChina CertificationCommittee for Environme nt Labeling）,并发布了中国环境标志产品认

10、证委员会章程和环 境标志产品认证管理办 法（试行）等法规， 使我国环境标志认证工 作逐步开展起来。不合18中国绿色食品发展中心A审绿昶品OiEEnfoDd中国绿色食品 发展中心标蛊 管理专职部门<审a省（区、市）绿色昏品办公室初审t j环境检测机构抽徉品申请人颁发粽色冬品ill;甘环境标志产品认证程序根据环境标志产品认证管理办法（试行）， 任何部门、单位或个人均可向认证委员会提岀开 展产品标志认证种类的建议，并填写环境标志产 品种类建议表；由认证委员会秘书处对可开展环 境标志产品认证种类的建议进行调研，向认证委 员会提出可行性报告；认证委员会审查可开展环 境标志产品认证种类的可行性报告后

11、，确定环境 标志产品种类目录，报有关行政主管部门批准。申请认证的产品应具备的条件属国家公布可开展认证的环境标志产品种 类名录。符合国家颂布的环境标志产品标准或技术 要求。能正常批量生产，各项技术指标稳定。申请认证产品的企业必须具有产品质量认 证证书，或产品生产许可证证书，或省级 以上标准化行政主管部门认可的检验机构 出具的一年内产品质量合格证明；同时， 同企业的污染物排放应符合国家或地方污 染物排放标准，并在前一年内未受到地方 环境保护行政主管部门的处罚。中国的环境标志产品我国环境标志产品认证基准是由国家颂布的环境标志产品 技术要求。对不同种类的产品，其技术要求也不同，从 1994年到1999

12、年11月底。已经颂布环境标志产品技术要 求的产品种类有低氟氯化碳（CFCs）家用制冷器具、无 氟氯化碳气溶胶制品（发用摩丝、定型发胶）、无铅车用 汽油、卫生纸（厕所）、真丝绸类、无磷织物洗涤剂、儿 童玩具、可降解塑料包装制品、无辐射彩电、纸制餐饮 具、本色织物纤维等四十多类产品；通过环境标志认证的产品有部分电冰箱、冷藏柜、无铅汽 油、卫生纸、涂料、丝绸、电池、洗衣粉、纺织品、彩电 等140多家企业的420多种。环境标志产品的技术要求中，首先要求产 品应满足有关质量、卫生、性能的标准、 规范和要求，在此基础上，提出环境影响 中应满足或必须满足的条件，并尽可能是 定量的要求，如具有环境标志的卫生纸

13、（厕用）应用100%废纸的原料生产，无铅 车用汽油中铝含量小于0.013g/L等。随着环境问题的日益受重视，生态标签已 逐渐成为产品市场竞争力的一个重要因 素，有的国家已将关税与企业是否通过 IS014000认证和产品是否有生态标签联系 起来，所以，下个世纪应是产业发展的首 要任务是一一产业的生态学转变和产品的 环境适应性的提咼。(?什么是生态产业?7.3生态产业生态产业是指环境适应型产业，具体地讲，就是 资源、能源消耗和环境污染最小的产业。与生态产品相似，生态产业也是一个相对概念， 即在具有同类的社会、经济效益的产业中环境负 荷最小的产业。前面提到过的物质循环型产业只 是一种理想状态，是产业

14、生态学的最终目标。目 前的生态产业主要涉及如下领域：生态农业、生 态工业、生态建筑业、生态旅游业等。7,3,1生态农业生态农业一词是美国土壤专家威廉.阿尔伯卫奇于 1970年提出的，是指运用生态学原理和系统科学 方法，把现代科学成果与现代农业技术相结合起 来，使之具有生态合理性、功能良性循环的一种 现代的农业发展模式。目的是在尽可能清洁的土地上，用洁净的生产方 式生产洁净的食品，提高人们的健康水平，促进 农业的可持续发展。可持续农业1991年4月，联合国粮农业组织在荷兰的丹博斯召开的可 持续农业与农村发展国际研讨会上，对可持续农业给出了 可被广泛接受的定义表达方式：可持续农业是“采取某种 管理

15、和保护自然资源基础的方式，以及实行技术变革和机 制性改革，以确保当代人及其后代对农产品需求得到满 足，这种可持久的发展（包括农业、林业和渔业），能维 护土地、水、动植物遗传资源，并不造成环境退化；同 时，这种发展在技术是适当的，在经济是能持续发展的， 并能够被社会所接受的”。生态农业和可持续农业在内涵上是基本一致可以概况为三点：一是强调农业的发展要在合理利用农业资源和环 境不退化的前提之下；二是要提高农产品的生产，以满足人类生活的需 要；三是采用的措施在技术和经济上可行，能为社会 广泛地接受。在后面的论述中主要使用生态农业 词。生态农业的产生与产业生态学理论的产生和发展一样，生态农业这一 概念

16、是随着现代化大农业空前规模发展而出现的环 境、资源等问题日益趋于严重的过程中产生的。其中，环境污染礎如农药的大量使用和某些不适当 的使用方法，使残留农药在土壤和水域中越积越多， 导致农产品中农药残留量超标；熒源騒如土壤肥力 下降、结构板结、有机质含量降低，水土流失严重， 使土地资源损失巨大；针对这种情况，八十年代以 来，生态农业或可持续发展农业逐步受到世界各国政 府和学者的广泛关注和重视。并进一步对生态农业进 行开发。生态农业开发的总体思路出发点一产物I仲源畑农业生产形势图8-1生态农业开发总体思路（武兰芳2004）生态农业的实施生态农业是通过把传统农业的合理经验和现代农 业的先进实用技术相结

17、合而形成的生态农业技术 体系逐步实现的。目前的生态农业技术可分为以 下几点：1）大田及园艺作物多熟种植技术；2）农林间混作和主体农业技术；3）稻田的生物共生技术；4）食用菌栽培、变温动物及水产养殖技术；5）饲料再生技术；6）再生能源技术；7）生物养地技术；8）生物防治及生物制剂应用技术;9）保土耕作及秸秆复合技术；10）节水农业技术；11）区域环境综合治理技术；12）温室与庭院利用技术。生态农业的设计实例（一）农作物轮作在同一土地上，有顺序的轮换不同种植方 式。优点：能更新地力、防治病、虫、草害。如：豆、稻轮作：豆类作物对Ca、P、N的吸 收较多，对硅的吸收较少，且根瘤有固氮 作用。而稻谷喜N

18、、P、Si,这种搭配能使 农田养分循环状况大为改善，减少化肥的 用量，提高稻谷产量。（二）农产品深加工生态农业设计玉米深加工生态农业模式吉林省果树场是种植、加工和养殖业互 补的农垦企业。利用玉米深加工制取酒 精，是该场的龙头产品，年产酒精3000to 但是：排放的废液含有高浓度酒精，造成秧 苗枯死、鱼塘的鱼窒息。改进为多层利用生态模式利用能量不断耗散和转化的食物链原理和 物质循环再生原理，不断填补生态虚位， 使生产过程中每一级加工废弃物成为下一 级加工的原料，进行多层次利用。女口：玉米脱脐榨油，CC>2回收技术，余热回 收技术、干酒糟分离技耒、沼气发酵技术 等。肥料图8-1玉米深加工生态

19、农业工程模式布置图8-2沼气发酵工程示意沼 气 发 电图8-1玉米深加工生态农业工程模式布置太阳能籽实作物沼渣t沼水I-级利用糖化畜离沼气池饲料僅用菌接种蚯蚓二级 利用 产品秸秆能源 （沼气）三级利用U产品输出图*2作物秸秆的多级利用7.3.2生态工业工业化的发展导致进入自然界的废物和污 染物越来越多，已经超出了其自身的消化 吸收能力，既造成了环境污染，又威胁到 人类自身健康。同时工业化进程的不断深入也使自然资源 的消耗超出其修复能力，破坏全球生态系 统的平衡。于是，为了治理污染，各国投入较大的资 金。但效果不明显不能从根本解决问题。在实單中人们认识到：被动的末端处理为 主的污染控制战略必须改

20、变，于是，提出 了清洁生产的概念，并建立生态型工业。什么是生态型工业？对产品的整个生命周期过程采取污染预防 策略，运用工业生态系统力量构建生态共 生体系，以求实现资源利用效率最大化、 生态化的最咼目标。工业园泛指被分割和开放以供多个公司同时使用的大面 积地域，一般具有某些可共享的基础结构，公司 之间有比较紧密的联系。包括加工区、工业群、商务园、办公园、科研园 等。生态工业园是一种工业系统，它有计划地进行材料和能源交换，寻求能源和原材料使用的最小 化，废物最小化，建立可持续的经济、生态和社会关系。生态工业园的基本特征通过毒物替代、二氧化碳吸收、物质交换 和废弃物的综合治理来减少环境影响或生 态破

21、坏；通过回用、再生和循环对材料进行可持续 利用；通过共生和层叠实现能力效率的最大化； 准确定位生态工业园及其成员的市场，利 用市场定位吸引能填和园区空炭企态位和 能与之互补的公司加入。燃气4除个脱硫后的md丿s品一石骨炼油厂飞灰烟气脱硫废热返回）渔业养殖、WII石膏板厂灰泥Ml硫酸厂水泥厂厂这种“从副产物到原料”的交换和“废热利用”，不 仅减少了废弃物产生两和处理的费用，还节约 了资源与能源，降低成本，形成了产业系统中源和环节的良性循环。发电厂污泥m生物制品厂B地方农场代伦馄市政玉米、土豆发酵/淘汰油渣炉供热图71卡伦堡共生体系的主耍交换流程示意克米拉硫酸钙厂废水燃气拎却水水豐时暧棚余热余热1

22、供瓠1沉淀物 用作肥料飞.灰混瓏 土筑路等挪伏揶尔迪斯克（工 业酶等）图7-1卡伦堡工业共主体系企业间主要废料交换流程图7-3 Choctaw生态工业园区新鲜海水二氧化硫磷石膏废渣酸产水泥 生产图 7-10生态工业园概略图（根据有关资料制作而成）7.3.3生态旅游业生态旅游生态旅游可以看做是在最小限度环境影响的前提 下旅游者通过接触地域的自然生态环境和文化得 到身心愉悦和文化环境知识增长的旅游。在参与生态旅游的过程中，旅游者不仅能放松因 生活或工作形成的身心的紧张状态，以新的姿态 迎接未来的生活，同时参与了保护环境、促进区 域经济文化交流和发展的活动。生态旅游的定义国际自然保护联合会（INCN

23、）在“国立公园和观光保护区 域的开发指南”中明确提出了发展生态旅游业的定义，即环境保护、区域振兴和环境教育。所以，与传统的以经济效益为唯一目的旅游业相比较，生 态旅游业把自然生态环境保护放在一位，即，以旅游促进 环境保护而不是破坏。经济振兴也是生态旅游的重要目的，但这样振兴应从整个 区域的利益出发。环境教育是生态旅游的另一个重要目的，这是提高居民， 特别是青少年环境意识的重要手段，也是解决地球环境问 题的最根本的途径之一。开展生态旅游的意义生态旅游使旅游者的人流由以涌向工商业 发达的城市为主体逐步改变为流向生态环 境优美的大自然，追求返璞归真的情趣， 充分享受大自然的无价资源，绿色、阳 光、新

24、鲜空气和水，同时提高了对旅游区 域振兴的参与意识和环保意识。开展生态旅游的意义生态旅游业不只是在自然生态环境良好和风景秀 丽的区域开辟旅游点，发展旅游业，重要的是通 过旅游业筹集资金，进一步保护旅游区的自然生 态环境、有助于动植物的繁衍栖息，同时吸引对 该区域感兴趣的客商的投资，振兴区域经济。那些一概将自然风景区的旅游叫做生态旅游的说 法是错误的，而任意在自然风景区域开辟景点， 修建人造景观的做法往往是增加了污染源，造成 自然生态环境的破坏，是与生态旅游的宗旨相违 背的。生态旅游业由于大城市的环境污染问题，使越来越多 的人产生了去大自然中旅行的兴趣。生态 旅游业也应运而生。生态旅游业并不是一种

25、独特的旅游业，而 是在传统旅游业基础上逐步改进和发展起 来的。传统旅游向生态旅游转变的做法在著名风景区内不修建公路、只开辟供游人步行 的漫长的步道；在旅游区开展游客旅游的同时进行植树的活动； 在旅游区提倡自带垃圾；在旅游区划出动植物保护地带;组织中小学生进行生态旅行，到农田摘买蔬菜水 果；严格限制旅游区内的人造景观和楼馆建设，禁止 在旅游区建设有污染的产业等。生态旅游业的产业结构生态旅游项目主要围绕农林生态系统、动植物园 和以自然生态系统为基础的人工生态景观的发 展。根据地方的资源基础，将丰富的植物、动物配置 在一起，创建花卉园、竹园、果园、中草药园、 动物园等适合各种生物生活习性的环境。也可

26、以自然生态系统的景观为背景，创建不同类 型的人工景观生态困，如热带瓦丸园、水景园、 岩石园等。旅游者在开展旅游活动时，需要旅游地点提供方 便舒适的衣食住行服务。而作为生态旅游点就必 须提供生态化的衣食住行。形成生态旅游业的产 业结*勾。生态服装为了避免一些服装面料对人体及大自然的危害， 在服装设计方面加强生态意识。如衣服的图案取材于大自然；选用植物作染料和 没有经过化学加工的布料（树皮衣、鱼皮衣 等）。如云贵一带少数民族的蜡染、扎染服装属 于纯天然制品，色彩绚丽，极富民族色彩，深受 游客喜爱。在制衣过程中，减少使用有毒的化学 物质，衣服还能进行生物分解。生态餐饮业提供有机食物或绿色食品，指旅游

27、地植物园自己 生产、加工的植物类食品。如绿色水果、植物园 种植的食用菌、芳香类植物；动物园养殖的禽类 的蛋等。这些食物可提供给饭店，满足旅游者的需要，同 时饭店的废弃物也可作为动植物园中的废料。使饭店既能提供地方特产，有能满足游客健康需 要，在给饭店创造效益的同时，也促进了风景区 绿色食品的生产，推进区域的发展。生态旅馆旅馆的建筑材料可部分地利用再生原料；草房、 木房等建筑设计不当可造成生态环境的破坏，如豪华刺 目的墙体、房顶会惊扰鸟类。使用的毛巾、床单可利用未使用化肥或农药的天 然棉花、亚麻制成。旅馆的废水直接用于浇灌植物园，粪便可几种收 集制造沼气，沼气用于照明，沼气渣用作植物的 肥料。生

28、态交通如旅游地使用的太阳能驱动的小车、自行 车作为交通工具。以步代车，马车、牛车 等；禁止使用有害环境和干扰生物栖息的交通工具。7.3.4生态建筑（绿色建筑）现代建筑现代建筑是地球上重要的人工生态系统，是地球 资源、能源的主要消费者，是环境污染的重要污 染源之一。所以，改善建筑物的环境适应性，提高人类居住 环境质量是可持续发展的重要课题，也是产业生 态学的主要研究对象之一。生态建筑或绿色建筑就是人类提出的理想建筑， 以有益于生态、健康、节能为宗旨。实现人与自 然的融合。生态建筑的特征以人为本，健康舒适； 资源的节约与再利用； 与周围生态环境的协调。建筑业转向生态建筑的途径主要有开发和使用绿色建

29、材，具体包括减少自然资源如木材、泥土等的使用量；我国目前已开发的傑色建材"有纤维强化石膏板、陶瓷、玻璃、管材、复合地板、地 毯、涂料、壁纸等。如：复合型地板，是用天然木材,Ulh经进口漆表面处理而制成，具有防蛀、防霉、防腐、防 燃、不变形特点。尽量釆用由可再生或回收资源制作的 材料，如复合材料:开发污染小的建材如无毒害的绿色 涂料和保温性质好的材料等。如“环保型内外墙乳胶漆”不仅无味、无污染，还能散发香味，并且可以洗涤、复 刷等。如保温质量好的隔热板，聚苯乙烯泡沫板、挤塑板、网格布（玻纤 网）膨胀珍珠岩粉料等屋面保温系统化碳少73%,造价低87%O(2) 釆用节能型结构设计,具体包括采光和通风 的优化设计，采用太阳、地热、风能等自然能充 分利用的结构等。如由欧洲委员会捐款50万英磅修建的总价值为 150万英磅的绿色住宅小区中，利用了地下300米 深处的地热和太阳能、风能发电，极大地降低了 居民对住区以外的供电和供热需求，其中五层以 下的居民所付燃料费只是传统住房内居民的20%左右。据有关环保专家评论，这种楼房所使用的 能源比设计最好的常规住房可少90%,产生二氧(3) 采用住区废弃物集中处理和循环系统，